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Production de chaleur - Chauffe-eau solaire - Hôtel/Motel / Canada
Mandat de l'étude de cas
Un fournisseur de capteurs solaires à plans vitrés désire accroître son marché dans les applications de chauffage solaire de l'eau. Un marché qui semble prometteur serait celui des motels. Pour le tester, le fournisseur vous demande de déterminer, du point de vue du propriétaire d'un motel, la viabilité d'un projet de chauffage solaire de l'eau.
Données techniques
Le fournisseur vous propose l'utilisation d'une application réelle pour cette étude : un motel à St-Côme, Québec, Canada. Cet endroit est situé à une centaine de kilomètres au nord de Montréal, mais le climat se rapproche plus de celui de Québec. Ce motel comprend 23 chambres plus un appartement pour le gérant. Le taux d'occupation est typique à la situation d'une région touristique qui dépend d'activités saisonnières : en moyenne de 20 % sur l'année, il atteint 100 % les week-ends de janvier et de février. Ce motel est équipé d'un système de plancher radiant à basse température. Ainsi, le propriétaire propose de dévier les surplus d'énergie solaire vers ce système de chauffage, pendant la saison où l'on en a besoin. Cela signifie donc que l'on peut baser la conception du système solaire comme si l'on avait à fournir de l'eau chaude sanitaire au motel qui aurait un taux d'occupation de 100 % de la mi-septembre à la mi-mai, les surplus en période de basse occupation serviront au chauffage des locaux. En dehors de la saison de chauffage, le système solaire sera utilisé au maximum à 40 % de son potentiel de production d'eau chaude, compte tenu du taux d'occupation alors très faible.
Le chauffe-eau existant est au diesel (mazout #2) et a un rendement saisonnier de 73 %. Le toit du motel offre une orientation plein sud avec une inclinaison de 30° par rapport à l'horizontale, qui permet d'installer au maximum 30 m² de capteurs solaires. La salle mécanique est située 2 étages en-dessous des capteurs solaires, décalée d'une distance horizontale de 5 m. La température d'eau chaude à fournir est de 55 °C.
La conception et l'installation doivent rester simples, c'est-à-dire utiliser des composants de type résidentiel en évitant les coûts élevés de la tuyauterie de type industriel, des réservoirs sur commande, d'une structure sur mesure et de la main d'œuvre spécialisée.
Données financières
Le client vous donne les paramètres financiers utiles à l'analyse : taux d'imposition sur le revenu de 43,6 %, taux d'inflation à 2,5 %, taux d'indexation du coût en combustible de 3,5 %, ratio d'endettement de 80 %, taux d'intérêt sur la dette 8 %, taux d'actualisation de 9 % et durée de l'emprunt de 20 ans. La durée de vie prévue du système est de 25 ans. Ce projet pourra bénéficier d'une subvention de 25 % du coût initial, du gouvernement fédéral et d'un régime accéléré d'amortissement dégressif dont le taux est de 30 %. Le prix du diesel (mazout #2) est de 0,36 $/litre et celui de l'électricité de 0,04 $/kWh.
Préparez une étude RETScreen, justifiez les hypothèses nécessaires à l'étude et tirez les faits saillants de cette analyse.
Solution
Le fichier de données sélectionné dans la base de données de projets RETScreen présente la solution élaborée. L'utilisateur télécharge automatiquement la base de données de projets en téléchargeant le logiciel RETScreen.
Notes explicatives
Projet réel
Résultats
En 1998, un système de chauffage solaire de l'eau a été installé sur un motel situé à St-Côme, Québec, Canada à une centaine de km au nord de Montréal. Le projet fut financé en partie par une subvention du gouvernement fédéral.
Description du système
30 m² de capteurs solaires ont été installés. Il s'agit de 10 capteurs Thermodynamics de Type G, installés avec un angle de 45° par rapport à l'horizontale, face au sud. Cinq réservoirs électriques standards (60 Gall. Imp.) de 273 litres chacun, forment, en parallèle, un stockage d'une capacité totale de 1 400 litres. Trois de ces réservoirs sont dédiés au stockage de l'eau chaude sanitaire. Les deux autres servent au système de plancher radiant. Il s'agit d'une conception proposée par l'installateur.
Le coût total du système, installation comprise, a été de 20 000 $.
Leçons à tirer
Aperçu général
Les systèmes de chauffage solaire de l'eau représentent un coût d'investissement initial très élevé. Grâce à la subvention de 25 % du coût initial d'achat du gouvernement fédéral canadien, de tels systèmes peuvent avoir un temps de retour simple sur l'investissement inférieur à la durée de vie du système. Le marché pour de tels systèmes est limité à des consommateurs prêts à investir à long terme et prêts à analyser leur investissement sur le cycle de vie complet du projet ou à payer une prime pour bénéficier d'une source renouvelable d'énergie.
Photos
Motel - Chauffe-eau solaire - Capteur solaire - à vitrage, Québec, Canada
Motel - Chauffe-eau solaire - Réservoir de stockage, Québec, Canada
Références
Mandat de l'étude de cas
Un fournisseur de capteurs solaires à plans vitrés désire accroître son marché dans les applications de chauffage solaire de l'eau. Un marché qui semble prometteur serait celui des motels. Pour le tester, le fournisseur vous demande de déterminer, du point de vue du propriétaire d'un motel, la viabilité d'un projet de chauffage solaire de l'eau.
Données techniques
Le fournisseur vous propose l'utilisation d'une application réelle pour cette étude : un motel à St-Côme, Québec, Canada. Cet endroit est situé à une centaine de kilomètres au nord de Montréal, mais le climat se rapproche plus de celui de Québec. Ce motel comprend 23 chambres plus un appartement pour le gérant. Le taux d'occupation est typique à la situation d'une région touristique qui dépend d'activités saisonnières : en moyenne de 20 % sur l'année, il atteint 100 % les week-ends de janvier et de février. Ce motel est équipé d'un système de plancher radiant à basse température. Ainsi, le propriétaire propose de dévier les surplus d'énergie solaire vers ce système de chauffage, pendant la saison où l'on en a besoin. Cela signifie donc que l'on peut baser la conception du système solaire comme si l'on avait à fournir de l'eau chaude sanitaire au motel qui aurait un taux d'occupation de 100 % de la mi-septembre à la mi-mai, les surplus en période de basse occupation serviront au chauffage des locaux. En dehors de la saison de chauffage, le système solaire sera utilisé au maximum à 40 % de son potentiel de production d'eau chaude, compte tenu du taux d'occupation alors très faible.
Le chauffe-eau existant est au diesel (mazout #2) et a un rendement saisonnier de 73 %. Le toit du motel offre une orientation plein sud avec une inclinaison de 30° par rapport à l'horizontale, qui permet d'installer au maximum 30 m² de capteurs solaires. La salle mécanique est située 2 étages en-dessous des capteurs solaires, décalée d'une distance horizontale de 5 m. La température d'eau chaude à fournir est de 55 °C.
La conception et l'installation doivent rester simples, c'est-à-dire utiliser des composants de type résidentiel en évitant les coûts élevés de la tuyauterie de type industriel, des réservoirs sur commande, d'une structure sur mesure et de la main d'œuvre spécialisée.
Données financières
Le client vous donne les paramètres financiers utiles à l'analyse : taux d'imposition sur le revenu de 43,6 %, taux d'inflation à 2,5 %, taux d'indexation du coût en combustible de 3,5 %, ratio d'endettement de 80 %, taux d'intérêt sur la dette 8 %, taux d'actualisation de 9 % et durée de l'emprunt de 20 ans. La durée de vie prévue du système est de 25 ans. Ce projet pourra bénéficier d'une subvention de 25 % du coût initial, du gouvernement fédéral et d'un régime accéléré d'amortissement dégressif dont le taux est de 30 %. Le prix du diesel (mazout #2) est de 0,36 $/litre et celui de l'électricité de 0,04 $/kWh.
Préparez une étude RETScreen, justifiez les hypothèses nécessaires à l'étude et tirez les faits saillants de cette analyse.
Solution
Le fichier de données sélectionné dans la base de données de projets RETScreen présente la solution élaborée. L'utilisateur télécharge automatiquement la base de données de projets en téléchargeant le logiciel RETScreen.
Notes explicatives
- À cause du faible taux d'utilisation du système solaire tout au long de l'été, il y aura d'importantes surchauffes dans les capteurs solaires qui pourront nécessiter un remplacement plus fréquent du mélange antigel (glycol). C'est pourquoi un remplacement périodique de celui-ci est fixé aux 5 ans. En revanche, il n'y a pas d'entretien annuel autre qu'une simple inspection.
- Il n'y a pas de coûts de développement dans un projet de ce genre.
- Le stockage solaire semble avoir un assez faible volume par rapport à la surface de capteurs. Mais il faut aussi tenir compte du fait que l'on exploite la masse thermique de la dalle chauffante.
- Les pertes dues à la neige et aux salissures sont assez élevées (8 %) car l'usage principal du système se fait en hiver.
- Une efficacité d'échangeur de chaleur de 70 % est typique de celle d'un échangeur sur mesure à convection naturelle.
Projet réel
Résultats
En 1998, un système de chauffage solaire de l'eau a été installé sur un motel situé à St-Côme, Québec, Canada à une centaine de km au nord de Montréal. Le projet fut financé en partie par une subvention du gouvernement fédéral.
Description du système
30 m² de capteurs solaires ont été installés. Il s'agit de 10 capteurs Thermodynamics de Type G, installés avec un angle de 45° par rapport à l'horizontale, face au sud. Cinq réservoirs électriques standards (60 Gall. Imp.) de 273 litres chacun, forment, en parallèle, un stockage d'une capacité totale de 1 400 litres. Trois de ces réservoirs sont dédiés au stockage de l'eau chaude sanitaire. Les deux autres servent au système de plancher radiant. Il s'agit d'une conception proposée par l'installateur.
Le coût total du système, installation comprise, a été de 20 000 $.
Leçons à tirer
- Dans les conditions climatiques du Canada, les systèmes solaires sous-exploités en été deviennent un investissement plus difficile à rentabiliser que celui d'un chauffe-eau conventionnel. En particulier, les systèmes de chauffage solaire actif (ex. : locaux) auront donc des difficultés à se justifier au plan financier.
- Dans cette application, la subvention de 25 % du gouvernement fédéral ne suffit pas à rendre le chauffage solaire de l'eau compétitif aux systèmes conventionnels sur le plan financier. C'est le résultat d'un coût d'investissement élevé, d'une faible adéquation entre les besoins de chauffage et la disponibilité d'énergie solaire, et au faible coût des sources conventionnelles d'énergie.
Aperçu général
Les systèmes de chauffage solaire de l'eau représentent un coût d'investissement initial très élevé. Grâce à la subvention de 25 % du coût initial d'achat du gouvernement fédéral canadien, de tels systèmes peuvent avoir un temps de retour simple sur l'investissement inférieur à la durée de vie du système. Le marché pour de tels systèmes est limité à des consommateurs prêts à investir à long terme et prêts à analyser leur investissement sur le cycle de vie complet du projet ou à payer une prime pour bénéficier d'une source renouvelable d'énergie.
Photos
Motel - Chauffe-eau solaire - Capteur solaire - à vitrage, Québec, Canada
Motel - Chauffe-eau solaire - Réservoir de stockage, Québec, Canada
Références
- Gagné, Benoit, « Communications personnelles », Motel St-Côme, 2000.
- Logie, Richard B., « Communications personnelles », Centre de la technologie de l'énergie de CANMET,
- Ressources naturelles Canada, 2000.
- Hosatte, Pierre, « Communications personnelles », TN conseil, 2000.
